Mit der kontinuierlichen Entwicklung und dem Fortschritt der Hydraulik -Technologie werden die Anwendungsfelder immer umfangreicher. Das Hydrauliksystem, mit dem die Übertragungs- und Kontrollfunktionen vervollständigt werden, wird immer komplexer, und es werden höhere Anforderungen für seine Systemflexibilität und verschiedene Leistungen vorgestellt. All dies hat präzisere und tiefere Anforderungen an das Design und die Herstellung moderner hydraulischer Systeme gebracht. Es ist weit davon entfernt, die oben genannten Anforderungen nur zu erfüllen, indem das herkömmliche System verwendet wird, um den vorgegebenen Aktionszyklus des Aktuators abzuschließen und die statischen Leistungsanforderungen des Systems zu erfüllen.
Daher ist es für Forscher, die sich mit dem Design moderner hydraulischer Systeme befassen, sehr notwendig, die dynamischen Eigenschaften von hydraulischen Übertragungs- und Steuerungssystemen zu untersuchen, die dynamischen Eigenschaften und Parameteränderungen im Arbeitsprozess des Hydrauliksystems zu verstehen und zu beherrschen, um das Hydrauliksystem weiter zu verbessern und zu perfektionieren. .
1. Die Essenz der dynamischen Eigenschaften des Hydrauliksystems
Die dynamischen Eigenschaften des hydraulischen Systems sind im Wesentlichen die Eigenschaften, die das hydraulische System während des Verlustes seines ursprünglichen Gleichgewichtszustands und des Erreichens eines neuen Gleichgewichtszustands aufweist. Darüber hinaus gibt es zwei Hauptgründe für das Brechen des ursprünglichen Gleichgewichtszustands des hydraulischen Systems und des Auslösens seines dynamischen Prozesses: Eine wird durch die Prozessänderung des Übertragungs- oder Steuerungssystems verursacht; Der andere wird durch externe Störungen verursacht. In diesem dynamischen Prozess ändert sich jede Parametervariable im hydraulischen System mit der Zeit, und die Leistung dieses Veränderungsprozesses bestimmt die Qualität der dynamischen Eigenschaften des Systems.
2. Forschungsmethode der hydraulischen dynamischen Eigenschaften
Die Hauptmethoden zur Untersuchung der dynamischen Eigenschaften von hydraulischen Systemen sind Funktionsanalysemethoden, Simulationsmethoden, experimentelle Forschungsmethoden und digitale Simulationsmethode.
2.1 Funktionsanalysemethode
Die Analyse der Übertragungsfunktion ist eine Forschungsmethode, die auf der klassischen Kontrolltheorie basiert. Die Analyse der dynamischen Eigenschaften von hydraulischen Systemen mit klassischer Kontrolltheorie ist normalerweise auf lineare einzelnen und einzelne Ausgänge beschränkt. Im Allgemeinen wird das mathematische Modell des Systems zuerst festgelegt und seine inkrementelle Form geschrieben, und dann wird die Laplace -Transformation durchgeführt, so dass die Übertragungsfunktion des Systems erhalten wird, und dann wird die Übertragungsfunktion des Systems in eine Bode -Diagrammdarstellung umgewandelt, die intuitiv leicht zu analysieren ist. Schließlich werden die Antwortmerkmale durch die Phasenfrequenzkurve und die Amplitudenfrequenzkurve im Bode-Diagramm analysiert. Bei der Begegnung mit nichtlinearen Problemen werden seine nichtlinearen Faktoren häufig in einem linearen System ignoriert oder vereinfacht. Tatsächlich haben hydraulische Systeme häufig komplexe nichtlineare Faktoren, sodass bei dieser Methode die dynamischen Eigenschaften von Hydrauliksystemen analysiert werden. Darüber hinaus behandelt die Methode zur Übertragungsfunktionsanalyse das Forschungsobjekt als Black Box, konzentriert sich nur auf die Eingabe und Ausgabe des Systems und diskutiert nicht den internen Zustand des Forschungsobjekts.
Die Methode zur Zustandsraumanalyse besteht darin, das mathematische Modell des dynamischen Prozesses des untersuchten hydraulischen Systems als Zustandsgleichung zu schreiben, bei dem es sich um ein Differentialgleichungssystem erster Ordnung handelt, das die Ableitung erster Ordnung jeder Zustandsvariablen im Hydrauliksystem erster Ordnung darstellt. Eine Funktion mehrerer anderer Zustandsvariablen und Eingabevariablen; Diese funktionale Beziehung kann linear oder nichtlinear sein. Um ein mathematisches Modell des dynamischen Prozesses eines hydraulischen Systems in Form einer Zustandsgleichung zu schreiben, besteht die häufig verwendete Methode darin, die Übertragungsfunktion zu verwenden, um die Zustandsfunktionsgleichung abzuleiten oder die Differentialgleichung höherer Ordnung zu verwenden, um die Zustandsgleichung abzuleiten, und das Leistungsbindungsdiagramm kann auch verwendet werden. Diese Analysemethode achtet auf die internen Veränderungen des erforschten Systems und kann mit Problemen mit mehreren Eingängen und Multi-Output-Problemen umgehen, was die Mängel der Methode zur Analyse der Transferfunktion erheblich verbessert.
Die Funktionsanalysemethode einschließlich der Methode zur Übertragungsfunktionsanalyse und der Verfahren zur Zustandsraumanalyse ist die mathematische Grundlage für Menschen, die internen dynamischen Eigenschaften des hydraulischen Systems zu verstehen und zu analysieren. Die Beschreibungsfunktionsmethode wird für die Analyse verwendet, sodass Analysefehler unweigerlich auftreten und häufig bei der Analyse einfacher Systeme verwendet werden.
2.2 Simulationsmethode
In der Zeit, in der die Computertechnologie noch nicht beliebt war, war es auch eine praktische und effektive Forschungsmethode, die dynamischen Eigenschaften von Hydrauliksystemen zu simulieren und zu analysieren, um die dynamischen Eigenschaften von Hydrauliksystemen zu simulieren und zu analysieren. Der analoge Computer wurde vor dem digitalen Computer geboren, und sein Prinzip besteht darin, die Eigenschaften des analogen Systems auf der Grundlage der Ähnlichkeit in der mathematischen Beschreibung der sich ändernden Gesetze unterschiedlicher physischer Größen zu untersuchen. Seine interne Variable ist eine kontinuierlich ändernde Spannungsvariable, und der Betrieb der Variablen basiert auf der ähnlichen Betriebsbeziehung der elektrischen Eigenschaften der Spannung, des Stroms und der Komponenten in der Schaltung.
Analoge Computer eignen sich besonders zur Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen und werden auch als analoge Differentialanalysatoren bezeichnet. Die meisten dynamischen Prozesse physikalischer Systeme, einschließlich hydraulischer Systeme, werden in der mathematischen Form von Differentialgleichungen ausgedrückt, sodass analoge Computer für die Simulationsforschung dynamischer Systeme sehr geeignet sind.
Wenn die Simulationsmethode funktioniert, werden verschiedene Computerkomponenten gemäß dem mathematischen Modell des Systems verbunden und die Berechnungen parallel durchgeführt. Die Ausgangsspannungen jeder Computerkomponente stellen die entsprechenden Variablen im System dar. Vorteile der Beziehung. Der Hauptzweck dieser Analysemethode besteht jedoch darin, ein elektronisches Modell bereitzustellen, das für die experimentelle Forschung verwendet werden kann, anstatt eine genaue Analyse mathematischer Probleme zu erhalten, sodass es den tödlichen Nachteil der geringen Berechnungsgenauigkeit hat. Darüber hinaus ist sein analoger Schaltkreis häufig komplex in der Struktur und widerstandsfähig gegen die Fähigkeit, die Außenwelt zu stören, ist äußerst schlecht.
2.3 Experimentelle Forschungsmethode
Die experimentelle Forschungsmethode ist eine unverzichtbare Forschungsmethode zur Analyse der dynamischen Eigenschaften des Hydrauliksystems, insbesondere wenn es in der Vergangenheit keine praktische theoretische Forschungsmethode wie digitale Simulation gibt, kann sie nur mit experimentellen Methoden analysiert werden. Durch experimentelle Forschung können wir die dynamischen Eigenschaften des hydraulischen Systems und die Änderungen verwandter Parameter intuitiv und wirklich verstehen, aber die Analyse des hydraulischen Systems durch Experimente hat die Nachteile der langen Zeit und hohen Kosten.
Darüber hinaus sind sich selbst erfahrene Ingenieure für das komplexe hydraulische System auch seiner genauen mathematischen Modellierung nicht ganz sicher, sodass es unmöglich ist, eine korrekte Analyse und Erforschung des dynamischen Prozesses durchzuführen. Die Genauigkeit des gebauten Modells kann durch die Kombination mit dem Experiment effektiv überprüft werden, und Vorschläge für eine Überarbeitung können zur Verfügung gestellt werden, um das richtige Modell festzulegen. Gleichzeitig können die Ergebnisse der beiden durch Simulation und experimentelle Forschung unter derselben Bedingungen analysiert werden, um sicherzustellen, dass die Fehler der Simulation und des Versuchs innerhalb des kontrollierbaren Bereichs liegen, damit der Forschungszyklus verkürzt und die Vorteile auf der Grundlage der Gewährleistung von Effizienz und Qualität verbessert werden können. Daher wird die heutige experimentelle Forschungsmethode häufig als notwendiges Mittel verwendet, um die numerische Simulation oder andere theoretische Forschungsergebnisse wichtiger hydraulischer Systemdynamikeigenschaften zu vergleichen und zu verifizieren.
2.4 Methode Digital Simulations
Der Fortschritt der modernen Kontrolltheorie und die Entwicklung der Computertechnologie haben eine neue Methode für die Untersuchung hydraulischer Systemdynamikeigenschaften, dh digitale Simulationsmethode, mitgebracht. Bei dieser Methode wird zuerst das mathematische Modell des Hydrauliksystemprozesses erstellt und durch die Zustandsgleichung ausgedrückt, und dann wird die Zeitdomänenlösung jeder Hauptvariablen des Systems im dynamischen Prozess auf dem Computer erhalten.
Die digitale Simulationsmethode ist sowohl für lineare und nichtlineare Systeme geeignet. Es kann die Änderungen der Systemparameter unter der Aktion jeder Eingabefunktion simulieren und dann ein direktes und umfassendes Verständnis des dynamischen Prozesses des Hydrauliksystems erhalten. Die dynamische Leistung des Hydrauliksystems kann in der ersten Stufe vorhergesagt werden, sodass die Entwurfsergebnisse zeitlich verglichen, verifiziert und verbessert werden können, was effektiv sicherstellen kann, dass das entworfene Hydrauliksystem eine gute Arbeitsleistung und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist. Im Vergleich zu anderen Mitteln und Methoden zur Untersuchung der hydraulischen dynamischen Leistung hat die digitale Simulationstechnologie die Vorteile von Genauigkeit, Zuverlässigkeit, starker Anpassungsfähigkeit, kurzer Zyklus und wirtschaftlichen Einsparungen. Daher wurde die digitale Simulationsmethode im Bereich der hydraulischen dynamischen Leistungsforschung häufig verwendet.
3.. Entwicklungsrichtung von Forschungsmethoden für hydraulische dynamische Eigenschaften
Durch die theoretische Analyse der digitalen Simulationsmethode, kombiniert mit der Forschungsmethode zum Vergleich und Überprüfen der experimentellen Ergebnisse, ist es zur Mainstream -Methode zur Untersuchung der hydraulischen dynamischen Eigenschaften geworden. Aufgrund der Überlegenheit der digitalen Simulationstechnologie wird die Entwicklung der Forschung zu hydraulischen dynamischen Merkmalen eng in die Entwicklung der digitalen Simulationstechnologie integriert. Eingehende Untersuchung der Modellierungstheorie und verwandten Algorithmen des hydraulischen Systems und der Entwicklung von hydraulischen Systemsimulationssoftware, die leicht zu modellieren ist, so dass hydraulische Techniker mehr Energie für die Erforschung der wesentlichen Arbeit des hydraulischen Systems widmen können, ist die Entwicklung des Feldes der hydraulischen Dynamik-Merkmalsforschung. eine der Anweisungen.
In Anbetracht der Komplexität der Zusammensetzung moderner hydraulischer Systeme sind mechanische, elektrische und sogar pneumatische Probleme häufig an der Untersuchung ihrer dynamischen Eigenschaften beteiligt. Es ist ersichtlich, dass die dynamische Analyse des Hydrauliksystems manchmal eine umfassende Analyse von Problemen wie elektromechanischer Hydraulik ist. Daher ist die Entwicklung einer universellen hydraulischen Simulationssoftware in Kombination mit den jeweiligen Vorteilen der Simulationssoftware in verschiedenen Forschungsfeldern, um eine mehrdimensionale gemeinsame Simulation von hydraulischen Systemen zu erreichen, zur Hauptentwicklungsrichtung der aktuellen Forschungsmethode für hydraulische dynamische Eigenschaften.
Mit der Verbesserung der Leistungsanforderungen des modernen Hydrauliksystems kann das herkömmliche Hydrauliksystem zur Vervollständigung des vorgegebenen Aktionszyklus des Aktuators und der Erfüllung der statischen Leistungsanforderungen des Systems die Anforderungen nicht mehr erfüllen. Daher ist es wichtig, die dynamischen Eigenschaften des Hydrauliksystems zu untersuchen.
Auf der Grundlage der Bekanntheit der Essenz der Forschung zu den dynamischen Eigenschaften des hydraulischen Systems führt dieses Papier ausführlich vier Hauptmethoden zur Untersuchung der dynamischen Eigenschaften des hydraulischen Systems, einschließlich der Funktionsanalysemethode, der Simulationsmethode, der experimentellen Forschungsmethode und der digitalen Simulationsmethode sowie deren Vor- und Diskutvanten. Es wird darauf hingewiesen, dass die Entwicklung der Hydraulik-Systemsimulationssoftware, die leicht zu modellieren ist, und die gemeinsame Simulation der Multi-Domänen-Simulationssoftware in Zukunft die Hauptentwicklungsrichtungen der Forschungsmethode der hydraulischen dynamischen Eigenschaften sind.
Postzeit: Jan-17-2023